Tensoativo derivado do ácido cítrico: síntese e aplicação em fluidos de perfuração de emulsão inversa

This work describes the synthesis and study of the application of a new surfactant (Triester Lipophilic – TEL) obtained by citric acid with octanol. It is reaction was followed by thin layer chromatography (TLC) and after purification the product was characterized by proton and 13 – carbon nuclear magnetic resonance spectroscopy ( H and 13C NMR), thermogravimetric analysis (TGA) and surface tension analysis of oil-in-water emulsions. The TEL performance as surfactant in ester, n-paraffin and biodiesel based drilling fluids on the 70/30 and 60/40 water- oil rations (WOR) was evaluated by comparative tests of two commercial products used in the fields. These drilling fluids were aged in roller oven at 200 0 F during 16 h. The rheological and electric stability measurements were carried out at 135 ºF, the phase separation was evaluated after seven days at rest and the filtrate volume of drilling fluids was determined at high temperature and high pressure. The rheological behavior of the drilling fluids was evaluated by the flow curves. The results showed that the drilling fluids studied here presented Binghamian behavior as well as the used in the oil fields. The laboratory tests showed that the TEL reduced the filtrate volume and promoted the enhance of the thermal and mechanical stabilities.

(Table 1) Salinity and dissolved organic carbon concentration of marine water (ANT-XIX/2) and mangrove porewater (Brazil)

The chemical structure of refractory marine dissolved organic matter (DOM) is still largely unknown. Electrospray ionization Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry (ESI FT-ICR-MS) was used to resolve the complex mixtures of DOM and provide valuable information on elemental compositions on a molecular scale. We characterized and compared DOM from two sharply contrasting aquatic environments, algal-derived DOM from the Weddell Sea (Antarctica) and terrigenous DOM from pore water of a tropical mangrove area in northern Brazil. Several thousand molecular formulas in the mass range of 300-600 Da were identified and reproduced in element ratio plots. On the basis of molecular elemental composition and double-bond equivalents (DBE) we calculated an average composition for marine DOM. O/C ratios in the marine samples were lower (0.36 ± 0.01) than in the mangrove pore-water sample (0.42). A small proportion of chemical formulas with higher molecular mass in the marine samples were characterized by very low O/C and H/C ratios probably reflecting amphiphilic properties. The average number of unsaturations in the marine samples was surprisingly high (DBE = 9.9; mangrove pore water: DBE = 9.4) most likely due to a significant contribution of carbonyl carbon. There was no significant difference in elemental composition between surface and deep-water DOM in the Weddell Sea. Although there were some molecules with unique marine elemental composition, there was a conspicuous degree of similarity between the terrigenous and algal-derived end members. Approximately one third of the molecular formulas were present in all marine as well as in the mangrove samples. We infer that different forms of microbial degradation ultimately lead to similar structural features that are intrinsically refractory, independent of the source of the organic matter and the environmental conditions where degradation took place.

Glycerol dialkyl glycerol tetraethers (GDGT) abundance of sediment core GeoB15103-1

Marine microorganisms adapt to their habitat by structural modification of their membrane lipids. This concept is the basis of numerous molecular proxies used for paleoenvironmental reconstruction. Archaeal tetraether lipids from ubiquitous marine planktonic archaea are particularly abundant, well preserved in the sedimentary record and utilized in several molecular proxies. We here introduce the direct, extraction-free analysis of these compounds in intact sediment core sections using laser desorption ionization (LDI) coupled to Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry (FTICR-MS). LDI FTICR-MS can detect the target lipids in single sub-mm sized spots on sediment sections, equivalent to a sample mass in the nanogram range, and could thus pave the way for biomarker-based reconstruction of past environments and ecosystems at subannual to decadal resolution. We demonstrate that ratios of selected archaeal tetraethers acquired by LDI FTICR-MS are highly correlated with values obtained by conventional LC/MS protocols. The ratio of the major archaeal lipids, caldarchaeol and crenarchaeol, analyzed in a 6.2-cm intact section of Mediterranean sapropel S1 at 250-µm resolution (~4-year temporal resolution), provides an unprecedented view of the fine-scale patchiness of sedimentary biomarker distributions and the processes involved in proxy signal formation. Temporal variations of this lipid ratio indicate a strong influence of the 200-yr de Vries solar cycle on reconstructed sea surface temperatures with possible amplitudes of several degrees, and suggest signal amplification by a complex interplay of ecological and hydrological factors. Laser-based biomarker analysis of geological samples has the potential to revolutionize molecular stratigraphic studies of paleoenvironments.

Electrical characterization of amorphous silicon MIS-based structures for HIT solar cell applications

A complete electrical characterization of hydrogenated amorphous silicon layers (a-Si:H) deposited on crystalline silicon (c-Si) substrates by electron cyclotron resonance chemical vapor deposition (ECR-CVD) was carried out. These structures are of interest for photovoltaic applications. Different growth temperatures between 30 and 200 °C were used. A rapid thermal annealing in forming gas atmosphere at 200 °C during 10 min was applied after the metallization process. The evolution of interfacial state density with the deposition temperature indicates a better interface passivation at higher growth temperatures. However, in these cases, an important contribution of slow states is detected as well. Thus, using intermediate growth temperatures (100–150 °C) might be the best choice.

Chitosan gel film bandages: correlating structure, composition, and antimicrobial properties

Chitosan gel films were successfully obtained by evaporation cast from chitosan solutions in aqueous acidic solutions of organic acids (lactic and acetic acid) as gel film bandages, with a range of additives that directly influence film morphology and porosity. We show that the structure and composition of a wide range of 128 thin gel films, is correlated to the antimicrobial properties, their biocompatibility and resistance to biodegradation. Infrared spectroscopy and solid-state 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy was used to correlate film molecular structure and composition to good antimicrobial properties against 10 of the most prevalent Gram positive and Gram negative bacteria. Chitosan gel films reduce the number of colonies after 24 h of incubation by factors of ∼105–107 CFU/mL, compared with controls. For each of these films, the structure and preparation condition has a direct relationship to antimicrobial activity and effectiveness. These gel film bandages also show excellent stability against biodegradation with lysozyme under physiological conditions (5% weight loss over a period of 1 month, 2% in the first week), allowing use during the entire healing process. These chitosan thin films and subsequent derivatives hold potential as low-cost, dissolvable bandages, or second skin, with antimicrobial properties that prohibit the most relevant intrahospital bacteria that infest burn injuries.

(Table S1) Qualitative and semi-quantitative abundance of magnetic particles in Paleocene-Eocene sediments

On the mid-Atlantic Coastal Plain of the United States, Paleocene sands and silts are replaced during the Paleocene-Eocene Thermal Maximum (PETM) by the kaolinite-rich Marlboro Clay. The clay preserves abundant magnetite produced by magnetotactic bacteria and novel, presumptively eukaryotic, iron-biomineralizing microorganisms. Using ferromagnetic resonance spectroscopy and electron microscopy, we map the magnetofossil distribution in the context of stratigraphy and carbon isotope data and identify three magnetic facies in the clay: one characterized by a mix of detrital particles and magnetofossils, a second with a higher magnetofossil-to-detrital ratio, and a third with only transient magnetofossils. The distribution of these facies suggests that suboxic conditions promoting magnetofossil production and preservation occurred throughout inner middle neritic sediments of the Salisbury Embayment but extended only transiently to outer neritic sediments and the flanks of the embayment. Such a distribution is consistent with the development of a system resembling a modern tropical river-dominated shelf.

Synthesis, Modification, and Application of Siloxane Materials for Environmental Sensing

As human populations and resource consumption increase, it is increasingly important to monitor the quality of our environment. While laboratory instruments offer useful information, portable, easy to use sensors would allow environmental analysis to occur on-site, at lower cost, and with minimal operator training. We explore the synthesis, modification, and applications of modified polysiloxane in environmental sensing. Multiple methods of producing modified siloxanes were investigated. Oligomers were formed by using functionalized monomers, producing siloxane materials containing silicon hydride, methyl, and phenyl side chains. Silicon hydride-functionalized oligomers were further modified by hydrosilylation to incorporate methyl ester and naphthyl side chains. Modifications to the siloxane materials were also carried out using post-curing treatments. Methyl ester-functionalized siloxane was incorporated into the surface of a cured poly(dimethylsiloxane) film by siloxane equilibration. The materials containing methyl esters were hydrolyzed to reveal carboxylic acids, which could later be used for covalent protein immobilization. Finally, the siloxane surfaces were modified to incorporate antibodies by covalent, affinity, and adsorption-based attachment. These modifications were characterized by a variety of methods, including contact angle, attenuated total reflectance Fourier transform infrared spectroscopy, dye labels, and 1H nuclear magnetic resonance spectroscopy. The modified siloxane materials were employed in a variety of sensing schemes. Volatile organic compounds were detected using methyl, phenyl, and naphthyl-functionalized materials on a Fabry-Perot interferometer and a refractometer. The Fabry-Perot interferometer was found to detect the analytes upon siloxane extraction by deformation of the Bragg reflectors. The refractometer was used to determine that naphthyl-functionalized siloxanes had elevated refractive indices, rendering these materials more sensitive to some analytes. Antibody-modified siloxanes were used to detect biological analytes through a solid phase microextraction-mediated enzyme linked immunosorbent assay (SPME ELISA). The SPME ELISA was found to have higher analyte sensitivity compared to a conventional ELISA system. The detection scheme was used to detect Escherichia coli at 8500 CFU/mL. These results demonstrate the variety of methods that can be used to modify siloxanes and the wide range of applications of modified siloxanes has been demonstrated through chemical and biological sensing schemes.

Modifications neurométaboliques et microstructurales à la suite d'une commotion cérébrale chez les athlètes féminines.

L’utilisation de méthodes d’investigation cérébrale avancées a permis de mettre en évidence la présence d’altérations à court et à long terme à la suite d’une commotion cérébrale. Plus spécifiquement, des altérations affectant l’intégrité de la matière blanche et le métabolisme cellulaire ont récemment été révélées par l’utilisation de l’imagerie du tenseur de diffusion (DTI) et la spectroscopie par résonance magnétique (SRM), respectivement. Ces atteintes cérébrales ont été observées chez des athlètes masculins quelques jours après la blessure à la tête et demeuraient détectables lorsque les athlètes étaient à nouveau évalués six mois post-commotion. En revanche, aucune étude n’a évalué les effets neurométaboliques et microstructuraux dans la phase aigüe et chronique d’une commotion cérébrale chez les athlètes féminines, malgré le fait qu’elles présentent une susceptibilité accrue de subir ce type de blessure, ainsi qu’un nombre plus élevé de symptômes post-commotionnels et un temps de réhabilitation plus long. Ainsi, les études composant le présent ouvrage visent globalement à établir le profil d’atteintes microstructurales et neurométaboliques chez des athlètes féminines par l’utilisation du DTI et de la SRM. La première étude visait à évaluer les changements neurométaboliques au sein du corps calleux chez des joueurs et joueuses de hockey au cours d’une saison universitaire. Les athlètes ayant subi une commotion cérébrale pendant la saison ont été évalués 72 heures, 2 semaines et 2 mois après la blessure à la tête en plus des évaluations pré et post-saison. Les résultats démontrent une absence de différences entre les athlètes ayant subi une commotion cérébrale et les athlètes qui n’en ont pas subie. De plus, aucune différence entre les données pré et post-saison a été observée chez les athlètes masculins alors qu’une diminution du taux de N-acetyl aspartate (NAA) n’a été mise en évidence chez les athlètes féminines, suggérant ainsi un impact des coups d’intensité sous-clinique à la tête. La deuxième étude, qui utilisait le DTI et la SRM, a révélé des atteintes chez des athlètes féminines commotionnées asymptomatiques en moyenne 18 mois post-commotion. Plus spécifiquement, la SRM a révélé une diminution du taux de myo-inositol (mI) au sein de l’hippocampe et du cortex moteur primaire (M1) alors que le DTI a mis en évidence une augmentation de la diffusivité moyenne (DM) dans plusieurs faisceaux de matière blanche. De iii plus, une approche par région d’intérêt a mis en évidence une diminution de la fraction d’anisotropie (FA) dans la partie du corps calleux projetant vers l’aire motrice primaire. Le troisième article évaluait des athlètes ayant subi une commotion cérébrale dans les jours suivant la blessure à la tête (7-10 jours) ainsi que six mois post-commotion avec la SRM. Dans la phase aigüe, des altérations neuropsychologiques combinées à un nombre significativement plus élevé de symptômes post-commotionnels et dépressifs ont été trouvés chez les athlètes féminines commotionnées, qui se résorbaient en phase chronique. En revanche, aucune différence sur le plan neurométabolique n’a été mise en évidence entre les deux groupes dans la phase aigüe. Dans la phase chronique, les athlètes commotionnées démontraient des altérations neurométaboliques au sein du cortex préfrontal dorsolatéral (CPDL) et M1, marquées par une augmentation du taux de glutamate/glutamine (Glx). De plus, une diminution du taux de NAA entre les deux temps de mesure était présente chez les athlètes contrôles. Finalement, le quatrième article documentait les atteintes microstructurales au sein de la voie corticospinale et du corps calleux six mois suivant une commotion cérébrale. Les analyses n’ont démontré aucune différence au sein de la voie corticospinale alors que des différences ont été relevées par segmentation du corps calleux selon les projections des fibres calleuses. En effet, les athlètes commotionnées présentaient une diminution de la DM et de la diffusivité radiale (DR) au sein de la région projetant vers le cortex préfrontal, un volume moindre des fibres de matière blanche dans la région projetant vers l’aire prémotrice et l’aire motrice supplémentaire, ainsi qu’une diminution de la diffusivité axiale (DA) dans la région projetant vers l’aire pariétale et temporale. En somme, les études incluses dans le présent ouvrage ont permis d’approfondir les connaissances sur les effets métaboliques et microstructuraux des commotions cérébrales et démontrent des effets délétères persistants chez des athlètes féminines. Ces données vont de pair avec la littérature scientifique qui suggère que les commotions cérébrales n’entraînent pas seulement des symptômes temporaires.

Air Pollution and High Density Lipoprotein Structure and Function

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-06

Badanie metodą EPR funkcjonalizowanych nanocząstek magnetytu w surowicy i pełnej krwi ludzkiej

Wydział Fizyki

Deposition of Intrinsic a-Si:H by ECR-CVD to Passivate the Crystalline Silicon Heterointerface in HIT Solar Cells

We have deposited intrinsic amorphous silicon (a-Si:H) using the electron cyclotron resonance (ECR) chemical vapor deposition technique in order to analyze the a-Si:H/c-Si heterointerface and assess the possible application in heterojunction with intrinsic thin layer (HIT) solar cells. Physical characterization of the deposited films shows that the hydrogen content is in the 15-30% range, depending on deposition temperature. The optical bandgap value is always comprised within the range 1.9- 2.2 eV. Minority carrier lifetime measurements performed on the heterostructures reach high values up to 1.3 ms, indicating a well-passivated a-Si:H/c-Si heterointerface for deposition temperatures as low as 100°C. In addition, we prove that the metal-oxide- semiconductor conductance method to obtain interface trap distribution can be applied to the a-Si:H/c-Si heterointerface, since the intrinsic a-Si:H layer behaves as an insulator at low or negative bias. Values for the minimum of D_it as low as 8 × 10^10 cm^2 · eV^-1 were obtained for our samples, pointing to good surface passivation properties of ECR-deposited a-Si:H for HIT solar cell applications.

Modifications neurométaboliques et microstructurales à la suite d'une commotion cérébrale chez les athlètes féminines

L’utilisation de méthodes d’investigation cérébrale avancées a permis de mettre en évidence la présence d’altérations à court et à long terme à la suite d’une commotion cérébrale. Plus spécifiquement, des altérations affectant l’intégrité de la matière blanche et le métabolisme cellulaire ont récemment été révélées par l’utilisation de l’imagerie du tenseur de diffusion (DTI) et la spectroscopie par résonance magnétique (SRM), respectivement. Ces atteintes cérébrales ont été observées chez des athlètes masculins quelques jours après la blessure à la tête et demeuraient détectables lorsque les athlètes étaient à nouveau évalués six mois post-commotion. En revanche, aucune étude n’a évalué les effets neurométaboliques et microstructuraux dans la phase aigüe et chronique d’une commotion cérébrale chez les athlètes féminines, malgré le fait qu’elles présentent une susceptibilité accrue de subir ce type de blessure, ainsi qu’un nombre plus élevé de symptômes post-commotionnels et un temps de réhabilitation plus long. Ainsi, les études composant le présent ouvrage visent globalement à établir le profil d’atteintes microstructurales et neurométaboliques chez des athlètes féminines par l’utilisation du DTI et de la SRM. La première étude visait à évaluer les changements neurométaboliques au sein du corps calleux chez des joueurs et joueuses de hockey au cours d’une saison universitaire. Les athlètes ayant subi une commotion cérébrale pendant la saison ont été évalués 72 heures, 2 semaines et 2 mois après la blessure à la tête en plus des évaluations pré et post-saison. Les résultats démontrent une absence de différences entre les athlètes ayant subi une commotion cérébrale et les athlètes qui n’en ont pas subie. De plus, aucune différence entre les données pré et post-saison a été observée chez les athlètes masculins alors qu’une diminution du taux de N-acetyl aspartate (NAA) n’a été mise en évidence chez les athlètes féminines, suggérant ainsi un impact des coups d’intensité sous-clinique à la tête. La deuxième étude, qui utilisait le DTI et la SRM, a révélé des atteintes chez des athlètes féminines commotionnées asymptomatiques en moyenne 18 mois post-commotion. Plus spécifiquement, la SRM a révélé une diminution du taux de myo-inositol (mI) au sein de l’hippocampe et du cortex moteur primaire (M1) alors que le DTI a mis en évidence une augmentation de la diffusivité moyenne (DM) dans plusieurs faisceaux de matière blanche. De iii plus, une approche par région d’intérêt a mis en évidence une diminution de la fraction d’anisotropie (FA) dans la partie du corps calleux projetant vers l’aire motrice primaire. Le troisième article évaluait des athlètes ayant subi une commotion cérébrale dans les jours suivant la blessure à la tête (7-10 jours) ainsi que six mois post-commotion avec la SRM. Dans la phase aigüe, des altérations neuropsychologiques combinées à un nombre significativement plus élevé de symptômes post-commotionnels et dépressifs ont été trouvés chez les athlètes féminines commotionnées, qui se résorbaient en phase chronique. En revanche, aucune différence sur le plan neurométabolique n’a été mise en évidence entre les deux groupes dans la phase aigüe. Dans la phase chronique, les athlètes commotionnées démontraient des altérations neurométaboliques au sein du cortex préfrontal dorsolatéral (CPDL) et M1, marquées par une augmentation du taux de glutamate/glutamine (Glx). De plus, une diminution du taux de NAA entre les deux temps de mesure était présente chez les athlètes contrôles. Finalement, le quatrième article documentait les atteintes microstructurales au sein de la voie corticospinale et du corps calleux six mois suivant une commotion cérébrale. Les analyses n’ont démontré aucune différence au sein de la voie corticospinale alors que des différences ont été relevées par segmentation du corps calleux selon les projections des fibres calleuses. En effet, les athlètes commotionnées présentaient une diminution de la DM et de la diffusivité radiale (DR) au sein de la région projetant vers le cortex préfrontal, un volume moindre des fibres de matière blanche dans la région projetant vers l’aire prémotrice et l’aire motrice supplémentaire, ainsi qu’une diminution de la diffusivité axiale (DA) dans la région projetant vers l’aire pariétale et temporale. En somme, les études incluses dans le présent ouvrage ont permis d’approfondir les connaissances sur les effets métaboliques et microstructuraux des commotions cérébrales et démontrent des effets délétères persistants chez des athlètes féminines. Ces données vont de pair avec la littérature scientifique qui suggère que les commotions cérébrales n’entraînent pas seulement des symptômes temporaires.

Neuroradiological findings expand the phenotype of OPA1-related mitochondrial dysfunction

International audience